球状星团中发现了8个极为罕见的“毫秒脉冲星”，脉冲星是什么？

　　一个国际天文学家团队发现了8个罕见的毫秒脉冲星，它们隐藏在银河系周围密集的恒星簇中。

　　脉冲星是一种中子星——一种城市大小的恒星物体，其质量至少是太阳的1.4倍，是由它们的母恒星爆炸死亡产生的——由于其强大的磁场，它在每个极点发出两束无线电波，同时由于其巨大的质量而快速旋转。从我们的角度来看，它们看起来像闪烁的星星，只有当光束直接照射到我们身上时才能看到。

　　意大利卡利亚里天文台博士后研究员亚历山德罗·里多尔菲（Alessandro Ridolfi）对Live Science说：“绝大多数脉冲星每几百毫秒或更长时间旋转一次，或者每秒旋转几倍。” “另一方面，毫秒脉冲星是每秒旋转数百次或等效地每几毫秒旋转一次的脉冲星。”

　　在一项新的研究中，Ridolfi和他的同事使用MeerKAT望远镜（由南非射电天文台运行的一系列64个单独的卫星天线阵列）专门搜索毫秒脉冲星，这些脉冲星比慢速旋转的脉冲星稀少得多。为此，他们将注意力集中在银河系周围的九个球状星团上，这些星团是由自身的引力和绕着银河系边缘的轨道束缚在一起的集合；他们在其中5个星团中发现了8个毫秒脉冲星，这是迄今为止最大的毫秒脉冲星研究之一。

　　“毫秒脉冲星非常罕见，因为它们的快速自旋只能在二进制系统中实现。在这样的系统中，两个恒星体围绕彼此旋转。对于脉冲星来说，中子星的伴侣通常是像我们太阳一样的恒星，但双星的一个成员有时更具有异国情调，例如白矮星，另一个中子星甚至黑洞。”里多尔菲说。

　　里多尔菲说：“中子星要达到如此高的旋转速度，需要在很长一段时间内从同伴星上偷东西来获取旋转运动。” “因此，毫秒脉冲星只能在二进制系统中形成，比其他脉冲星稀有得多。”

　　但是，球状星团到处都是恒星，并受到强大的引力，这使得二元系统更可能形成。结果，这些区域内更多的脉冲星会变成毫秒脉冲星。

　　里多尔菲说：“球形星团中超过90％的已知脉冲星是毫秒脉冲星。” “而且，已知的所有毫秒脉冲星中有一半以上是由球状星团托管的。”

　　天文学家喜欢研究毫秒级脉冲星，因为它们以恒定的速度旋转。

　　里多尔菲说：“毫秒级脉冲星可以被认为是超精密宇宙钟。” “它们比更长周期的脉冲星更稳定地旋转，因此更适合于高精度实验。”

　　例如，这些旋转的宇宙灯塔可用于测量中子星的质量，研究双星系统的演化，检测引力波，在球状星团的中心定位黑洞，测试广义相对论—爱因斯坦关于物质如何扭曲空间的理论里多尔夫说：“时间可以进行更复杂的物理实验。”

　　研究人员对其中一种新型毫秒脉冲星PSR J1823-3021G尤其感兴趣，因为它具有不寻常的轨道。

　　里多尔菲说：“这是一个非常椭圆形的轨道上的二进制毫秒脉冲星，这是同伴交换的结果。” “极有可能，中子星最初是由一个较轻的伴星送入轨道，由于近距离相遇，后来被当前更大的伴星所取代。”

　　里多尔菲说：“它也是新毫秒级脉冲星中最大的，可能比我们的太阳重两倍以上，这是非常罕见的。”

　　里多尔菲说：“尽管理论上在球状星团中非常普遍，但毫秒脉冲星很少会隐藏起来。”

　　包括MeerKAT在内的先进新型望远镜终于使天文学家能够窥视球状星团内部并发现更多的球状星团。

　　里多尔菲说：“借助刚刚建造的新望远镜，我们已经使球状星团脉冲星的数量增加了近50％，而球形星团脉冲星的数量几乎都是毫秒级脉冲星。”

　　这项研究仅使用了构成MeerKAT望远镜的44个盘子；来自同一研究项目的瞬态和脉冲星与MeerKAT（TRAPUM）的天文学家已经着手进行一项新的“球状星团脉冲星调查”，使用所有64个皿聚焦28个球状星团，这可能会发现更多数十毫秒的脉冲星。

　　里多尔菲说：“在这些发现中，我们非常希望找到一个由两个毫秒脉冲星或一个绕恒星质量黑洞运行的脉冲星组成的双星系统。那将是’脉冲星天文学的圣墓’之一。”

　　“将来，甚至更大的望远镜，例如平方公里阵列-拟议的望远镜阵列，包括来自世界各地的数千个天线和数百万个天线，MeerKAT将成为其中的一部分——也将帮助发现更多这些快速旋转的脉冲星，并帮助回答有关宇宙的更多问题。”里多尔菲说。